Alp22.ru

Промышленное строительство
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плотность алюминия и меди. Удельный вес меди и медных сплавов. Единицы измерения удельного веса

Плотность алюминия и меди. Удельный вес меди и медных сплавов. Единицы измерения удельного веса

Плотность основных металлов и сплавов.
Плотность основных металлов и сплавов.

МеталлПлотность (кг/м3)
Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)8525
Алюминий — Aluminum2712
Алюминий жидкий — Aluminum — melted2560 — 2640
Алюминиевая бронза — Aluminum Bronze (3-10% алюминия)7700 — 8700
Алюминиевая фольга — Aluminum foil2700 -2750
Баббит — Antifriction metal9130 -10600
Бериллий — Beryllium1840
Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) — Beryllium Copper8100 — 8250
Ванадий — Vanadium5494
Вольфрам — Tungsten19600
Дельта металл — Delta metal8600
Железо — Iron7850
Желтая латунь — Yellow Brass8470
Золото — Gold19320
Фосфористые бронзы — Bronze — phosphorous8780 — 8920
Обычные бронзы — Bronze (8-14% Sn)7400 — 8900
Инконель — Inconel8497
Инкалой — Incoloy8027
Ковкий чугун — Wrought Iron7750
Кобальт — Cobolt8746
Красная латунь (мало цинка) — Red Brass8746
Латунь, литье — Brass — casting8400 — 8700
Латунь, прокат — Brass — rolled and drawn8430 — 8730
Легкие сплавы алюминия — Light alloy based on Al2560 — 2800
Легкие сплавы магния — Light alloy based on Mg1760 — 1870
Магний — Magnesium1738
Марганцовистая бронза — Manganese Bronze8359
Медь — Copper8930
Мельхиор — Cupronickel8940
Молибден — Molybdenum10188
Монель — Monel8360 — 8840
Нержавеющая сталь — Stainless Steel7480 — 8000
Никель — Nickel8800
Нейзильбер — Nickel silver8400 — 8900
Олово — Tin7280
Платина — Platinum21400
Плутоний — Plutonium19816
Припой 50% олово/ 50% свинец — Solder 50/50 Sn Pb8885
Ртуть — Mercury13593
Серебро — Silver10490
Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников = штейн с содержанием 72-78% Cu — White metal7100
Свинец — Chemical Lead11340
Свинцовые бронзы, Bronze — lead7700 — 8700
Титан — Titanium4500
Углеродистая сталь — Steel7850
Уран — Uranium18900
Хастелой — Hastelloy9245
Цинк — Zinc7135
Чугуны — Cast iron6800 — 7800
Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) — Electrum8400 — 8900



Определение массы изделия

Все современные справочные материалы, ГОСТ и технические условия предприятий скорректированы в соответствии с международной классификацией.

Пользуясь справочными таблицами плотностей различных материалов, легко определить их массу. Это особенно актуально, когда предметы тяжёлые или отсутствуют соответствующие весы. Для этого требуется знать их геометрические параметры. Чаще всего узнать требуется массу предмета в форме цилиндра, трубы или параллелепипеда:

  1. Металлические прутки имеют форму цилиндра. Зная диаметр и длину, легко узнать массу. Масса равна плотности, умноженной на объём. Находим объём предмета. Он получается умножением площади сечения на длину. Площадь круга, зная диаметр, определить несложно. Диаметр в квадрате умножается на 3,14 (число пи), делится на 4.
  2. Массу трубы получаем аналогично. При нахождении площади берём разницу между внешним и внутренним диаметром сечения.
  3. Чтобы определить массу листа, блюма, сляба или прутка прямоугольного сечения, определяем объём, перемножая длину, высоту и толщину. Умножаем на плотность из справочника.

Читать также: Как установить ласточкин хвост

При таких вычислениях всегда допускается маленькая погрешность, ведь формы не идеальны. На практике ей можно пренебречь. Производители металлоизделий разработали специальные калькуляторы вычисления массы для пользователей. Достаточно ввести уникальные размеры в соответствующие окна и получить результат.

Плотность вещества

Прежде чем разобраться с плотностью металлов в кг/м3, познакомимся с самой физической величиной. Плотностью называют отношение массы тела m к его объему V в пространстве, что математически можно записать так:

Изучаемую величину обычно обозначают буквой греческого алфавита ρ (ро).

Вам будет интересно: Что значит «чекать»: значение и варианты употребления

Если разные части тела имеют отличные массы, то с помощью записанной формулы можно определить среднюю плотность. При этом локальная плотность может значительно отличаться от средней.

Как видно из формулы, величина ρ выражается в кг/м3 в системе СИ. Она характеризует количество вещества, которое помещается в единице его объема. Эта характеристика во многих случаях является визитной карточкой веществ. Так, у разных металлов плотность в кг/м3 является различной, что позволяет их идентифицировать.

Читать также: Граверный инструмент по металлу

Свойства

Медь — это цветной металл красноватого цвета с розовым отливом, наделенный высокой плотностью. В природе насчитывается более 170 видов минералов, имеющих в своем составе Cuprum. Только из 17 ведется промышленная добыча этого элемента. Основная масса этого химического элемента содержится в составе рудных металлов:

  • халькозина — до 80%;
  • бронита — до 65%;
  • ковелина — до 64%.

Из этих минералов осуществляется обогащение меди и ее выплавка. Высокая теплопроводность и электропроводность являются отличительными свойствами цветного металла. Он начинает плавиться при температуре 1063оС, а закипает при 2600оС. Марка Cuprum будет зависеть от способа производства. Металл бывает:

  • холоднотянутый;
  • прокатный;
  • литой.

Для каждого типа есть свои специальные параметрические расчеты, характеризующие степень сопротивления сдвигу, деформацию под воздействием нагрузок и сжатия, а также показатель упругости при растяжении материала.

Цветной металл активно окисляется в процессе нагревания. При температуре 385оС формируется оксид меди. Ее содержание снижает теплопроводность и электропроводность других металлов. При взаимодействии с влагой металл образует куприт, с кислой средой — купорос.

Удельная плотность меди

Благодаря своим свойствам этот химический элемент активно используется в производстве электрических и электронных систем и многих других изделий другого назначения. Важнейшим свойством является его плотность в 1 кг на м3, поскольку с помощью этого показателя определяется вес производимого изделия. Плотность показывает отношение массы к общему объему.

Самой распространенной системой измерения единиц плотности является 1 килограмм на м3. Этот показатель для меди равняется 8,93 кг/м3. В жидком виде плотность будет на уровне 8,0 г/см3. Общий показатель плотности может меняться в зависимости от марки металла, имеющего различные примеси. Для этого используется удельный вес вещества. Он является очень важной характеристикой, когда речь идет о производстве материалов, в составе которых есть медь. Удельный вес характеризует отношение массы меди в общем объеме сплава.

Читайте так же:
Лебедка рычажная 4 тонны

Удельный вес меди будет равняться 8,94 г/см3. Параметры удельной плотности и веса у меди совпадают, однако такое совпадение не характерно для других металлов. Удельная масса очень важна не только при производстве изделий с ее содержанием, но и при переработке лома. Существует много методик, с помощью которых можно рационально подобрать материалы для формирования изделий. В международных системах СИ параметр удельного веса выражается в ньютонах на 1 единицу объема.

Очень важно все расчеты производить в стадии проектирования устройств и механизмов. Удельная плотность и вес являются разными значениями, но они обязательно используются для определения массы заготовок для различных деталей, в составе которых есть Cuprum.

Если сравнить плотность меди и алюминия, мы увидим большую разницу. У алюминия этот показатель составляет 2698,72 кг/м3 в состоянии при комнатной температуре. Однако с повышением температуры параметры становятся другими. При переходе алюминия в жидкое состояние при нагревании плотность у него будет в пределах 2,55−2,34 г/см3. Показатель всегда зависит от содержания легирующих элементов в алюминиевых сплавах.

Алюминиевые сплавы

Влияние легирования

Различия в плотности различных алюминиевых сплавов обусловлены тем, что они содержат различные легирующие элементы и в разных количествах. С другой стороны, одни легирующие элементы легче алюминия, другие – тяжелее.

Легирующие элементы легче алюминия:

  • кремний (2,33 г/см³),
  • магний (1,74 г/см³),
  • литий (0,533 г/см³).

Легирующие элементы тяжелее алюминия:

  • железо (7,87 г/см³),
  • марганец (7,40 г/см³),
  • медь (8,96 г/см³),
  • цинк (7,13 г/см³).

Влияние легирующих элементов на плотность алюминиевых сплавов демонстрирует график на рисунке ниже [1].

Плотность промышленных алюминиевых сплавов

Плотность алюминия и алюминиевых сплавов, которые применяются в промышленности, представлены в таблице ниже для отожженного состояния (О). В определенной степени она зависит от состояния сплава, особенно для термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

Влияние легирующих элементов алюминиевых сплавов на плотность и модуль Юнга [3]

Алюминиево-литиевые сплавы

Самую малую плотность имеют знаменитые алюминиево-литиевые сплавы.

  • Литий является самым легким металлическим элементом.
  • Плотность лития при комнатной температуре составляет 0,533 г/см³ – этот металл может плавать в воде!
  • Каждый 1 % лития в алюминии снижает его плотность на 3 %
  • Каждый 1 % лития увеличивает модуль упругости алюминия на 6 %. Это очень важно для самолетостроения и космической техники.

Популярными промышленными алюминиево-литиевыми сплавами являются сплавы 2090, 2091 и 8090:

  • Номинальное содержание лития в сплаве 2090 составляет 1,3 %, а номинальная плотность – 2,59 г/см3.
  • В сплаве 2091 номинальное содержание лития составляет 2,2 %, а номинальная плотность – 2,58 г/см3.
  • У сплава 8090 при содержании лития 2,0 % плотность составляет 2,55 г/см3.

Перевозки изделий из металлов

В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.

Металлы — это химические элементы, которые составляют большую часть периодической таблицы Д. И. Менделеева. В данной статье рассмотрим такое важное их физическое свойство, как плотность, а также приведем таблицу плотности металлов в кг/м3 .

Что такое удельный вес

Удельным весом называют плотность, умноженную на ускорение свободного падения (силу тяжести) или отношение веса тела к его объёму. Путать его с плотностью недопустимо. Однако часто это происходит из-за смешения понятий массы и веса. Вес тела, а следовательно и удельный вес, изменяется в зависимости от силы тяжести. Он не является постоянной величиной. В зависимости от места, где находится предмет, он имеет разные значения. Эта физическая величина будет разной даже в разных точках Земли. Ускорение свободного падения на экваторе больше, чем на полюсах. Масса и плотность постоянны.

К примеру, можно вычислить удельный вес серебра. На Земле эта величина будет составлять 10500 кг/м³ (плотность чистого металла). Умножив на 9,81м/с 2 (сила тяжести), можно получить 103005 Н/м³. А на Луне 10500 кг/м³ умножается на 1,62м/с 2 (сила тяжести на Луне). Результат уже другой — 17,01Н/м³. В кабине корабля, вращающегося вокруг Земли — невесомость, ускорение равно нулю. Следовательно, и вес любого материала здесь ноль.

Все значения будут разными. Самое большое значение будет в первом случае, потому что на Земле ускорение свободного падения имеет самое большое значение. В невесомости вещь не весит ничего. Плотность одного и того же материала в любом месте будет одинаковой. Она является константой.

Для того, чтобы составить таблицы удельного веса металлов на различных планетах (или в других условиях), необходимо знать ускорение свободного падения и плотность.

Вес металла таблица

Наиболее распространенными сплавами на основе меди считаются латунь и бронза. Их состав формируется также из других элементов:

  • цинка;
  • никеля;
  • олова;
  • висмута.

Все сплавы различаются между собой структурой. Наличие олова в составе позволяет делать бронзовые сплавы отменного качества. В более дешевые сплавы входит никель либо цинк. Производимые материалы на основе Cuprum обладают следующими характеристиками:

  • высокая пластичность и износостойкость;
  • электропроводность;
  • устойчивость к агрессивной среде;
  • низкий коэффициент трения.

Сплавы на основе меди находят широкое применение в промышленном производстве. Из них производят посуду, ювелирные украшения, электропровода и системы отопления. Материалы с Cuprum часто используют для декорирования фасадной части домов, изготовления композиций. Высокая устойчивость и пластичность являются основными качествами для применения материала.

Плотность черных металлов

Наименование материала, маркаПлотность ρ, кг/м3
Сталь 10 ГОСТ 1050-887856
Сталь 20 ГОСТ 1050-887859
Сталь 40 ГОСТ 1050-887850
Сталь 60 ГОСТ 1050-887800
С235-С375 ГОСТ 27772-887850
Ст3пс ГОСТ 380-20057850
Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-797000
Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-857200
Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-856800
Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-857100
Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-857300
Читайте так же:
Чем отличается плашка от клуппа

Металлы и их плотность

Металл осмий

Металлические материалы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре и атмосферном давлении (исключением является лишь ртуть). Они обладают высокой пластичностью, электро- и теплопроводностью и имеют характерный блеск в отполированном состоянии поверхности. Многие свойства металлов связаны с наличием у них упорядоченной кристаллической решетки, в узлах которой сидят положительные ионные остовы, связанные друг с другом с помощью отрицательного электронного газа.

Что касается плотности металлов, то она изменяется в широких пределах. Так, наименее плотными являются щелочные легкие металлы, такие как литий, калий или натрий. Например, плотность лития составляет 534 кг/м3, что практически в два раза меньше аналогичной величины для воды. Это означает, что пластинки из лития, калия и натрия не будут тонуть в воде. С другой стороны, такие переходные металлы, как рений, осмий, иридий, платина и золото, обладают огромной плотностью, которая в 20 и более раз превышает ρ воды.

Ниже приведена таблица плотности металлов. Все значения соответствуют комнатной температуре в г/см3. Если эти значения умножить на 1 000, то мы получим ρ в кг/м3.

Таблица плотностей химических элементов

Почему существуют металлы с высокой плотностью и с низким ее значением? Дело в том, что значение ρ для каждого конкретного случая определяется двумя основными факторами:

  • Особенностью кристаллической решетки металла. Если эта решетка будет содержать атомы в максимально плотной упаковке, тогда макроскопическая его плотность будет выше. Самой плотной упаковкой обладают ГЦК и ГПУ решетки.
  • Физическими свойствами атома металла. Чем больше его масса и чем меньше радиус, тем выше значение ρ. Этот фактор объясняет, почему металлами с высокой плотностью являются химические элементы с большим номером в периодической таблице.

Плотность нержавеющих сталей

Наименование материала, маркаПлотность ρ, кг/м3
04Х18Н107900
08Х137700
08Х17Т7700
08Х20Н14С27700
08Х18Н107900
08Х18Н10Т7900
08Х18Н12Т7950
08Х17Н15М3Т8100
08Х22Н6Т7600
08Х18Н12Б7900
10Х17Н13М2Т8000
10Х23Н187950
12Х137700
12Х177700
12Х18Н10Т7900
12Х18Н12Т7900
12Х18Н97900
15Х25Т7600

Плотность вещества

Прежде чем разобраться с плотностью металлов в кг/м3, познакомимся с самой физической величиной. Плотностью называют отношение массы тела m к его объему V в пространстве, что математически можно записать так:

Изучаемую величину обычно обозначают буквой греческого алфавита ρ (ро).

Вам будет интересно:Что значит «чекать»: значение и варианты употребления

Если разные части тела имеют отличные массы, то с помощью записанной формулы можно определить среднюю плотность. При этом локальная плотность может значительно отличаться от средней.

Как видно из формулы, величина ρ выражается в кг/м3 в системе СИ. Она характеризует количество вещества, которое помещается в единице его объема. Эта характеристика во многих случаях является визитной карточкой веществ. Так, у разных металлов плотность в кг/м3 является различной, что позволяет их идентифицировать.

Плотность сплавов цветных металлов

Наименование материала, маркаПлотность ρ, кг/м3
АЛ12750
АЛ22650
АЛ32700
АЛ42650
АЛ52680
АЛ72800
АЛ82550
АЛ9 (АК7ч)2660
АЛ11 (АК7Ц9)2940
АЛ13 (АМг5К)2600
АЛ19 (АМ5)2780
АЛ212830
АЛ22 (АМг11)2500
АЛ24 (АЦ4Мг)2740
АЛ252720
Б887350
Б837380
Б83С7400
БН9500
Б169290
БС610050
БрАмц9-2Л7600
БрАЖ9-4Л7600
БрАМЖ10-4-4Л7600
БрС309400
БрА58200
БрА77800
БрАмц9-27600
БрАЖ9-47600
БрАЖМц10-3-1,57500
БрАЖН10-4-47500
БрБ28200
БрБНТ1,78200
БрБНТ1,98200
БрКМц3-18400
БрКН1-38600
БрМц58600
БрОФ8-0,38600
БрОФ7-0,28600
БрОФ6,5-0,48700
БрОФ6,5-0,158800
БрОФ4-0,258900
БрОЦ4-38800
БрОЦС4-4-2,58900
БрОЦС4-4-49100
БрО3Ц7С5Н18840
БрО3Ц12С58690
БрО5Ц5С58840
БрО4Ц4С179000
БрО4Ц7С58700
БрБ28200
БрБНТ1,98200
БрБНТ1,78200
ЛЦ16К48300
ЛЦ14К3С38600
ЛЦ23А6Ж3Мц28500
ЛЦ30А38500
ЛЦ38Мц2С28500
ЛЦ40С8500
ЛС40д8500
ЛЦ37Мц2С2К8500
ЛЦ40Мц3Ж8500
Л968850
Л908780
Л858750
Л808660
Л708610
Л688600
Л638440
Л608400
ЛА77-28600
ЛАЖ60-1-18200
ЛАН59-3-28400
ЛЖМц59-1-18500
ЛН65-58600
ЛМц58-28400
ЛМцА57-3-18100
Л60, Л638400
ЛС59-18450
ЛЖС58-1-18450
ЛС63-3, ЛМц58-28500
ЛЖМц59-1-18500
ЛАЖ60-1-18200
Мл31780
Мл41830
Мл51810
Мл61760
Мл101780
Мл111800
Мл121810
МА11760
МА21780
МА2-11790
МА51820
МА81780
МА141800
Копель МНМц43-0,58900
Константан МНМц40-1,58900
Мельхиор МнЖМц30-1-18900
Сплав МНЖ5-18700
Мельхиор МН198900
Сплав ТБ МН169020
Нейзильбер МНЦ15-208700
Куниаль А МНА13-38500
Куниаль Б МНА6-1,58700
Манганин МНМц3-128400
НК 0,28900
НМц2,58900
НМц58800
Алюмель НМцАК2-2-18500
Хромель Т НХ9,58700
Монель НМЖМц28-2,5-1,58800
ЦАМ 9-1,5Л6200
ЦАМ 9-1,56200
ЦАМ 10-5Л6300
ЦАМ 10-56300

Экспериментальное определение плотности

Предположим, у нас имеется кусок неизвестного металла. Как можно определить его плотность? Вспоминая формулу для ρ, приходим к ответу на заданный вопрос. Для определения плотности металла достаточно взвесить его на каких-либо весах и измерить объем. Затем следует первую величину разделить на вторую, не забывая об использовании правильных единиц измерения.

Если геометрическая форма тела является сложной, то объем его измерить будет нелегко. В таких случаях можно воспользоваться законом Архимеда, поскольку объем вытесненной жидкости при погружении тела будет точно равен измеряемому объему.

На использовании закона Архимеда также основан метод гидростатических весов, изобретенных в конце XVI века Галилеем. Суть метода заключается в измерении веса тела в воздухе, а затем в жидкости. Если первую величину обозначить P0, а вторую — P1, тогда плотность металла в кг/м3 вычисляется по такой формуле:

ρ = P0 * ρl / (P0 — P1)

Где ρl — плотность жидкости.

Свойства жидких металлов

В таблице представлены теплофизические свойства жидких металлов в зависимости от температуры в диапазоне от 0 до 800°С. Даны следующие свойства: плотность металлов, теплопроводность, удельная (массовая) теплоемкость, температуропроводность, кинематическая вязкость, число Прандтля.
Свойства указаны для таких жидких металлов и сплавов, как ртуть Hg, олово Sn, висмут Bi, свинец Pb, сплав висмут-свинец Bi-Pb, литий Li, натрий Na, калий K, сплав натрий-калий Na-K. Для каждого металла и сплава также указана его температура плавления и кипения.

Читайте так же:
Фирма dewalt страна производитель

Плотность жидких металлов, представленных в таблице, значительно различается. Металлом с минимальной плотностью является литий (литий — самый легкий металл среди существующих) — его плотность в жидком состоянии при температуре 200°С равна 515 кг/м3. Наиболее тяжелый из рассмотренных жидких металлов — это ртуть. Плотность ртути при 0°С равна 13590 кг/м3. Следует отметить, что плотность жидких металлов уменьшается при нагревании.

Теплопроводность жидких металлов увеличивается при повышении их температуры (за исключением натрия и калия, теплопроводность которых имеет обратную зависимость). Наиболее теплопроводный жидкий металл — это натрий. Теплопроводность жидкого натрия имеет величину 60…86 Вт/(м·град). В целом, щелочные металлы (литий, натрий и калий) обладают высокой теплопроводностью по сравнению с другими жидкими металлами.

Кинематическая вязкость и число Прандтля жидких металлов уменьшаются при нагревании. Теплоемкость и температуропроводность этих металлов — растет. Однако, удельная теплоемкость таких жидких металлов, как свинец, олово, висмут и сплава свинец-висмут не зависит от температуры и является постоянной величиной.

Плотность и свойства жидких металлов таблица

Перевозки изделий из металлов


В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.

Показатели удельного веса золота и других металлов

Широкое золотое кольцо Удельный вес: золото, серебро, платина

Разные системы применяют отличные единицы измерения: СИ = Н/М3, МКСС = 1 кг/м3, СГС = 1 дин/см3. Кроме этого удельный вес золота выражается в граммах на один кубический сантиметр. Это внесистемная единица измерения.

Что такое удельный вес?

Сегодня мы говорим именно о благородных (драгоценных металлах). В ювелирном деле их используют всего четыре:

  1. Золото;
  2. Платина;
  3. Серебро;
  4. Полублагородная медь.

Начнем с того, что все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но вылитые из разных металлов имеют разную массу. Масса изделия напрямую зависит от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе (кг/м3) — это удельная плотность. Удельный вес — то же самое, что плотность. То есть величина, которая является отношением веса к объёму. Формула вычисления: Y=P/V, где Р — вес, а V — плотность.

В ювелирном деле практически никогда не используются металлы в первозданном виде. Вероятность встретить украшение из чистого золота — мизерна. Почему? Потому что это непрактично. Чистый металл слишком мягкий, если вылить украшение из 100% золота — оно будет гнуться и деформироваться. Поэтому каждый из драгоценных металлов требует усовершенствования. Чтобы увеличить прочность и износостойкость, добавить блеска и видоизменить оттенок, ювелиры используют лигатуру, то есть примеси. Сплав с добавлением примесей имеет уже другой удельный вес, который отличается от удельного веса чистого золота, серебра и платины.

В качестве лигатуры используют:

  • медь;
  • никель;
  • серебро;
  • цинк;
  • палладий;
  • индий;
  • германий.

Физические свойства

Благородный металл обладает следующими физическими характеристиками:

  • повышенной прочностью;
  • тепло- и электропроводностью;
  • пластичностью;
  • ярким характерным блеском.

Основная особенность золота – его инертность. Благодаря ей, металл получил призвание благородного. Инертность препятствует окислению, поэтому золотые ювелирные украшения столетиями сохраняют свой первоначальный вид.

Пожалуй, единственным недостатком золота является его мягкость. Она компенсируется за счет добавления в сплавы различных примесей. За счет нее золото становится более твердым, но, вместе с тем, изменяются его основные характеристики: температура плавления и плотность.

Кроме мягкости, золото обладает повышенной тяжестью. Для расчета веса одного куба золота разработаны специальные формулы и таблицы, где представлены такие же показатели для разных металлов.

Благодаря тяжелому удельному весу добыча золота существенно облегчается за счет возможности отмывать крупицы металла от более меньших по массе крупиц песка и глины, которые содержатся в воде.

Удельный вес золота, серебра и платины

От количества и состава примесей в изделии зависит проба. Проба — это количество чистого драгоценного металла в изделии. Например, в 585 пробе золота показатель чистого металла — 58,5%. Остальные 41,5% — примесь из других металлов.

Удельный вес чистого золота —

19,32 г/см3. Самая распространенная проба золота — 585. Удельный вес золота 585 пробы — колеблется от 12,85 г/см3 до 14,76 г/см3, в зависимости от оттенка и состава примесей. У белого золота плотность еще ниже, потому что благородный белый цвет выводиться благодаря смеси обычного желтого золота с большим количеством серебра.

Широкое золотое кольцо

Температура плавления золота — 1 064°C

Удельный вес чистого серебра

— 10,5 г/см3. Серебро тверже золота, но пластичнее — оно легче поддается обработке, что говорит о меньшей износостойкости этого металла. Серебряные украшение легче царапаются и гнуться. Самая распространенная проба серебра для украшений — 925.

серебряное кольцо

Температура плавления серебра — 961,8°C

Удельный вес чистой платины

— 21,45 г/см3. Платина — самый прочный ювелирный металл, поэтому она не нуждается в большом количестве лигатуры. Самая распространенная проба платины для украшений — 950, то есть практически “чистая”. Ее удельная плотность составляет 21,05г/см3.

Широкое кольцо из платины

Температура плавления платины — 1769° С

Как добывается платина Украшения из платины Металл платина Что такое платина

Биологическая роль [ править | править код ]

Многие тяжёлые металлы

, такие как железо, медь, цинк, молибден, участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми для функционирования растений, животных и человека
микроэлементами
. С другой стороны,
тяжёлые металлы
и их соединения могут оказывать вредное воздействие на организм человека, способны накапливаться в тканях, вызывая ряд заболеваний. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы, такие как свинец и ртуть, определяются как
токсичные металлы
. Некоторые элементы, такие как ванадий или кадмий, обычно имеющие токсичное влияние на живые организмы, могут быть полезны для некоторых видов [5] .

Читайте так же:
Клей из пистолета горячий

Читать также: Как пользоваться угломером слесарным

Металлы платиновой группы

Палладий — серебристо-белый металл, его цвет очень напоминает платину. Плотность палладия составляет 12,16 г/см. Температура плавления — 1554,5°С. Палладий обладает хорошей ковкостью и тягучестью, но его износостойкость хуже, чем у платины. Для изготовления ювелирных украшений обычно применяют сплав палладия 850-й пробы, где 85% палладия, 13% серебра и 2% никеля.

Родий — металл бледно-голубого цвета с плотностью 12,4 г/см3. Температура плавления — 1966° С. Родий активно используют в ювелирном деле для покрытия украшений из серебра и белого золота. Тончайший слой наносится электролитическим способом, усиливает блеск и защищает изделие от потускнения.

— металл серебристо-белого цвета с плотностью 12,26 г/см. Получается в процессе переработки и очистки сырой платины. Рутений хрупкий, поэтому не применяется в промышленности, зато в незначительных количествах его используют ювелиры в сплавах с платиной.

Иридий встречается в платиновых рудах, получается при переработке и очистке сырой платины. Это хрупкий металл серебристо-серого цвета, химически очень стойкий, тяжелый и твердый. Плотность иридия — 22,42 г/см3, температура плавления — 2454° С. В ювелирном деле применяют платиноиридиевый сплав, содержащий 5-10% иридия.

Воздействие на организм человека

Ртуть считают ядовитым веществом и это так, но отравляющее действие заметно не сразу и моментального летального исхода не вызывает.

При длительном соприкосновении кожи с ртутью возможны появления ожогов и покраснение эпидермиса. Но поверхностное воздействие не так страшно, ведь ее используют даже при приготовлении мыла. Моющие вещества с ртутью могут вызывать аллергические реакции и сухость кожи. Опасность жидкого металла кроется в парах. Даже при комнатной температуре ртуть быстро испаряется, а пары ее токсичны. При попадании через дыхательные пути (сильно раздражает слизистые, вызывая затруднение дыхания) в кровь, ртуть вызывает токсическое отравление, сопровождающееся головными болями, раздражительностью и агрессией, дрожью в руках, постоянными бессонницами и другими осложнениями.

Плотность металлов показана в возрастающей последовательности:

Именно поэтому три абсолютно идентичных по площади и объему украшения из золота, серебра и платины весят по-разному. Чем плотнее материал, тем больше его нужно. Этот момент должны учитывать все, кто собирается сделать индивидуальный заказ на изготовление украшения — играет роль не только цена за грамм драгоценного металла, но и его удельный вес.

Теперь вы знаете, что это такое и сможете избежать неприятного сюрприза при оглашении цены. Оставайтесь вместо со Zlato.ua, мы готовим для вас еще много полезных лайфхаков!

Нажмите чтобы прочитать более старый материал!

Увидели потрясающее колечко в белом золоте и хотите заказать такое же, но в красном оттенке металла? Или понравившуюся модель обручальных колец классической 585 пробы хотите сделать для себя из платины? Современные ювелиры создают украшения на любой вкус: в широкой палитре и дизайне. Но очень часто цена изделия на заказ становится сюрпризом и превышает ожидания. Здесь играет роль не только цена драгметалла за грамм, но и его удельный вес. Что это за характеристика и зачем знать если не ее формулу, то как она влияет на цену? Эксперты Zlato.ua расскажут легко о сложном и объяснят, почему внешне одинаковые изделия имеют разный вес?

Золотое колье веточка

У одинаковых по дизайну колье из золота — разный вес и цена

Что такое удельный вес драгоценного металла

Удельная плотность (кг/м3) – отношение объема сплава к его массе.

Удельный вес – вес единицы объема безусловного плотного (непористого) металла. Это отношения веса к объему металла в чистом виде. Формула: Y=P/V, при этом Р — вес элемента, V — плотность.

Металлы непрактично использовать для изготовления украшений в чистом виде. Например, золото и серебро слишком мягкие для этого. Каждый из драгоценных металлов требует усовершенствования: чтобы увеличить его прочность и износостойкость, изменить оттенок. Все эти процедуры влияют на пробу и как итог — цену готового изделия.

Проба – количество чистого драгоценного металла в изделии. Например, в 585 пробе золота показатель чистого металла — 58, 5%, остальное – это лигатура. Сплав с добавлением других металлов имеют свой удельный вес, который отличается от удельного веса чистого золота, серебра или платины. В качестве добавки выступают медь, никель, цинк, серебро, палладий, индий, германий. После этого характеристики металла меняются: от температуры плавления до плотности.

Кольцо одного размера с одинаковыми параметрами из золота, серебра и платины будет иметь разную массу. Делая украшение на заказ, стоит учитывать это.

Золотые кольца

Кольцо из белого золота, желтого и платины

Плотность золота, серебра и платины

Удельный вес чистого золота 999 пробы 19,32 г/см3, а примесей в нем всего 0,01%. Для 585 пробы это значит, что есть 58,5% золота, и 41,5% других металлов (которые добавили для твердости и блеска украшения). Добавленные металлы имеют другую плотность, чем золото.

Золото 585 пробы имеет плотность от 12,85 г/см3 до 14,76 г/см3 в зависимости от оттенка и состава лигатуры (у белого плотность ниже). Это означает, что слиток золото весит в 12,85 раз больше, чем равный объем воды. Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3.

Шар из чистого золота (999 проба) диаметром 46,237 мм весит один килограмм. А двухлитровая бутылка из пластика с золотым песком имеет массу около 32 кг

Удельный вес металла

Плотность золота в зависимости от оттенка сплава

Плотность чистого серебра

– 10,5 г/см3. Оно тверже золота и тяжелее стали. Серебро легко поддается обработке, но это же снижает его износостойкость. Для прочности к нему придают медь. Стандартное серебро для ювелирных украшений имеет 925 пробу.

Серебряные слитки в 1 килограмм получаются большими по объему, чем золотые

Платина – самый твердый и прочный материал. Металл тяжело поддается обработке, но, к примеру, крапаны в кольце из нее, удерживающие камень, не расшатываются. 999 проба имеет плотность 21,45 г/куб.см. 950 проба платины в украшениях имеет общий удельный вес 21,05 г/куб.см.

Читайте так же:
Чем отличается правый резец от левого

В производстве украшений удельный вес платины составляет от 85% до 95%. Это означает, что изделие практически полностью сделано из драгоценного металла.

Пример: три абсолютно одинаковых по объему и площади гладкие кольца без вставок кольца из серебра, золота и платины будут иметь разный вес. Платина плотнее белого золота, поэтому для создания одинаковых обручальных колец из платины потребуется больше, соответственно это влияет на цену.

Тем, кто желает заказать золотое кольцо из золота по прототипу из платины, стоит учитывать, что на современном рынке драгметаллов первый металл с 2015 года опережает по стоимости второй на $10 за грамм. Это стоит знать при рассчете цены.

Кольцо платина золото

Преимущества латуни

Латунь отлично зарекомендовала себя как сплав эластичного типа с высокой стойкостью к коррозии. Детали, сделанные из этого материала, долговечны и надежны в применении.

Особенно ценится латунь среди производства холодильной продукции и пищевой промышленности, благодаря обеспечению бесперебойной и эффективной эксплуатации оборудования, сделанные с помощью этого материала, а также значительному снижению затрат в сравнении с применением меди. Также латунь часто используется в автомобильной, судостроительной и авиационной промышленности.

Если говорить про строительные работы, то, латунь широко применяется в производстве сантехнической продукции, в гравировочных работах, а также для отделки фасадов и обустройства внутренних помещений зданий.

Физические свойства металлов

Металлическая связь и особенности кристаллического строения обуславливают особые физические свойства металлов.

Металлическая связь основана на обобществлении электронов, входящих в состав атомов металла. Все электроны на внешних энергетических уровнях атомов металлов обобществленные, т.е. принадлежат всем атомам вещества. И эти электроны легко отрываются и попадают на энергетические уровни таких же атомов металлов. Постоянно перемещаясь по кристаллической решетке, электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и тем самым связывают их в устойчивую металлическую решетку.

Содержимое разработки

9. Фи­зические свойства металлов

Металлическая связь и особенности кристаллического строения обуславливают особые физические свойства металлов.

Металлическая связь основана на обобществлении электронов, входящих в состав атомов металла. Все электроны на внешних энергетических уровнях атомов металлов обобществленные, т.е. принадлежат всем атомам вещества. И эти электроны легко отрываются и попадают на энергетические уровни таких же атомов металлов. Постоянно перемещаясь по кристаллической решетке, электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и тем самым связывают их в устойчивую металлическую решетку.

Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществленных электронов.

Разобраться в том, какой электрон принадлежал какому атому, просто невозможно, так как все оторвавшиеся электроны становятся общими, соединяясь с ионами. Эти электроны временно образуют атомы, потом снова отрываются и соединяются с другим ионом. Этот процесс продолжается бесконечно. Таким образом, в металлических соединениях атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот.

Именно строением металлической связи обусловлены физические свойства металлов.

К физическим свойствам металлов относятся:

Металлический блеск.

Электропроводность и теплопроводность.

Пластичность.

Высокая плотность и температура плавления.

Рассмотрим каждое из свойств более подробно.

Металлический блеск.

Металлический блеск обусловлен металлической связью между атомами, для которой свойственны обобществленные электроны. Они как раз и испускают под воздействием света свои, вторичные волны излучения, которые мы воспринимаем как металлический блеск.

В порошкообразном состоянии большинство металлов теряют металлический блеск и приобретают серую или черную окраску.

Металлический блеск в порошкообразном состоянии сохраняют алюминий и магний.

Прекрасно отражают свет палладий Pd, ртуть Hg, серебро Ag, медь Cu.

Из алюминия, серебра и палладия, основываясь на их отражательной способности, изготавливают зеркала, в том числе и применяемые в прожекторах.

Электропроводность и теплопроводность.

Все металлы хорошо проводят электрический ток и имеют высокую теплопроводность, также благодаря наличию металлической связи. При нагревании металла, увеличивается скорость движения электронов. Быстро движущиеся по кристаллической решетке электроны выравнивают температуру по всей поверхности металла, проводя тепло. Высокая теплопроводность металлов используется для изготовления из них посуды.

Высокая электропроводность металлов обусловлена направленным движением электронов в кристаллической решетке при воздействии электрического тока. Серебро Ag, медь Cu, золото Au и алюминий Al обладают наибольшей электропроводностью, поэтому медь Cu и алюминий Al используют в качестве материала для изготовления электрических проводов.

Наименьшей электропроводностью обладают марганец Mn, свинец Pb, ртуть Hg и вольфрам W.

Пластичность.

Пластичность – это физической свойство вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия.

Большинство металлов пластично, так как слои атом-ионов металлов легко смещаются относительно друг друга и между ними не происходит разрыва связи.

Наиболее пластичные металлы – золото Au, серебро Ag, медь Cu. Из золота Au можно изготовить тонкую фольгу толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий.

Именно на пластичности металлов основано кузнечное дело и возможность изготавливать различные предметы с помощью механического воздействия на металл.

Все металлы (кроме ртути) при нормальных условиях представляют собой твердые вещества. Твердость металлов различна. Наиболее твердыми являются металлы побочной подгруппы шестой группы Периодической системы Д.И. Менделеева. Наименее твердыми являются щелочные металлы.

По плотности металлы классифицируют на легкие (их плотность от 0,53 до 5 г/см 3 ) и тяжелые (плотность этих металлов от 5 до 22,6 г/см 3 ). Самым легким металлом является литий Li, плотность которого 0,53 г/см 3 . Самыми тяжелыми металлами в настоящее время считают осмий Os и иридий Ir (плотность около 22,6 г/см 3 ).

Температура плавления.

Температура плавления металлов находится в диапазоне от 39 (ртуть Hg) до 3410 о С (вольфрам W). Температура плавления большинства металлов высока, однако некоторые металлы, например, олово Sn и свинец Pl, можно расплавить на электрической плите.

Физические свойства металлов и в настоящее время широко используются в промышленности и электронике.

В технике все металлы делятся на черные, к ним относятся железо и его сплавы, и цветные.

Изделия из различных видов металлов используются повсеместно благодаря их пластичности, но чаще всего в сплавах.

К драгоценным металлам относят золото, серебро, платину и некоторые другие редко встречающиеся металлы.

-75%

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector